含水层富水性分级
附 录 A
（规范性附录）
含水层富水性分级
A.1 按钻孔单位涌水量进行富水性分级
按钻孔单位涌水量（q ），含水层富水性分为以下四级：
a) 弱富水性：q ≤0.1 L/(s ?m)；
b) 中等富水性：0.1L/(s ?m) c) 强富水性：1.0L/(s ?m) d) 极强富水性：q>5.0L/(s ?m)。 评价含水层的富水性，钻孔单位涌水量以口径91mm ，抽水水位降深10m 为准，若口径、降深与上述不 符时，应进行换算再比较富水性。换算方法：先根据抽水时涌水量Ｑ和降深Ｓ的数据，用最小二乘法或图解法确定Ｑ=f(S)曲线，根据Q-S 曲线确定降深10m 时抽水孔的涌水量，再用公式B.1计算孔径为91mm 时的涌水量，最后除以10m 便是单位涌水量。 91 91孔孔孔91Lgr LgR Lgr LgR Q Q --= ............................... (B.1) 式中： 91Q ——孔径为91mm 的钻孔的涌水量，单位为立方米每天（m 3/d ）； 孔Q ——拟换算钻孔的涌水量, 单位为立方米每天（m 3/d ）； 孔R ——拟换算钻孔的抽水影响半径，单位为毫米（mm ）； 孔r ——孔径为91mm 的钻孔的抽水影响半径，91R 没有数据时可采用R 孔代替，单位为米（m ）； 91R ——孔径为91mm 的钻孔的抽水影响半径，91R 没有数据时可采用R 孔代替，单位为米（m ）； 91r ——孔径为91mm 的钻孔半径，单位为米（m ）。 A.2 按天然泉水流量富水性分级 按天然泉水流量含水层富水性划分以下四级： a) 弱富水性：Q ≤1.0L/s ； b) 中等富水性：1.0L/s c) 强富水性：10.0L/s d) 极强富水性：Q>50.0L/s 。 创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王* 布含水层厚度的确定 一、松散含水层厚度 第四系含水层的含水性比较均匀，其厚度根据地下水位、钻孔所揭露的松散岩层的颗粒组成以及岩性结构等，直接按钻孔揭露情况的编录资料来确定。 二、基岩含水层厚度 含水不均匀的基岩裂隙和岩溶含水层，其厚度的确定，一般是根据钻孔揭露的岩层裂隙、岩溶发育情况。钻孔需易水文地质观测和物探资料，以及必要时依据水文地质分层试验等资科结合成因和分布规律等，经综合分析研究确定。 （1）用简易水文地质观测、电测井及岩心水文地质编录资料，进行综合整理。按勘探剖面编制简易水文地质、电测井成果综合对比图。图中要包括以下内容：各钻孔揭露的地层、岩性及换层深度或标高； 岩心采取率、冲洗液消耗量、岩石质量指标（即SQD指标）及电测井成果曲线； 岩心的线裂隙率、级岩溶率和较大溶洞的起止深度或标高； 钻孔水位观测成果曲线和水位发生突变、涌水、漏水段的起止深度或标高等。 综合研究分析上述成果，编制裂隙或岩溶含水层的富水性分带图，在此基础上确定裂隙或岩溶含水层的强、弱含水带的厚度。 （2）按裂隙或溶洞发育程度确定，一般采用如下指标衡量： 直线裂隙率小于3%的闭合状裂隙带，或虽然裂隙率大于3%但裂隙已被其它矿物如方解石、石英脉等所充填的裂隙带，均可视为相对隔水层。裂隙率大于3%以上的张性裂隙带，则可视为裂隙含水层。 溶洞发育程度，可采用岩溶率或岩溶能见率两个指标来衡量： 可用作图法编制矿区范围内岩溶率随深度的变化曲线或用反映溶洞发育与各种因索关系的溶洞投影图。从图上确定出岩溶率高、能见率也高的岩段为强含水带，次高岩段为弱含水带。 含水层富水性的等级标准 按钻孔单位涌水量（q ），含水层富水性[注]分为以下4级： 1.弱富水性：q ≤0.1 L/(s ·m)； 2.中等富水性：0.1 L/(s ·m)＜q ≤1.0 L/(s ·m)； 3.强富水性：1.0 L/(s ·m)＜q ≤5.0 L/(s ·m)； 4.极强富水性：q ＞ 5.0 L/(s ·m)。 注：评价含水层的富水性，钻孔单位涌水量以口径91 mm 、抽水水位降深10 m 为准；若口径、降深与上述不符时，应当进行换算后再比较富水性。换算方法：先根据抽水时涌水量Q 和降深S 的数据，用最小二乘法或图解法确定)(S f Q =曲线，根据Q -S 曲线确定降深10 m 时抽水孔的涌水量，再用下面的公式计算孔径为91 mm 时的涌水量，最后除以10 m 便是单位涌水量。 ???? ? ?--=919191lg lg lg lg r R r R Q Q 孔孔孔 式中 91Q ，91R ，91r --孔径为91 mm 的钻孔的涌水量、影 响半径和钻孔半径； 孔Q ，孔R ，r 孔--孔径为r 的钻孔的涌水量、影响半径和钻孔半径。 附录三防隔水煤（岩）柱的尺寸要求 一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设 煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，按下列公式计算： 1.煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时： H f=H k+H b (3-1) 2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时（图3-1）： H f=H L+H b (3-2) 式中H f--防隔水煤（岩）柱高度，m； H k--采后垮落带高度，m； H L--导水裂缝带最大高度，m； H b--保护层厚度，m； α--煤层倾角，（°）。 根据式(3-1)、式(3-2)计算的值，不得小于20 m。式中H k、H L的计算，参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定。 浅析抽水试验参数计算及含水层富水性特征 利用抽水试验方法查明水文地质特征及含水层参数是水文勘察的重要手段，文章利用钻孔抽水试验数据，采用稳定流公式法、作图法、解析法，较为准确地计算推覆体灰岩地下水的水文地质参数，并对参数的选择合理性进行了检验，最后根据资料分析其富水性特征，为煤矿安全开采提供依据。 标签：抽水试验；参数计算；富水性；推覆体灰岩 皖北矿区水文地质条件复杂，水害威胁较为严重，发生多起突水事件，给矿井带来惨重的危害，利用地面钻孔施工合理的评价含水层的富水性特征，解放受水威胁煤炭储量，实现矿井安全生产，延长其服务年限具有重大的现实指导意义。文章以钱营孜煤矿东翼推覆体灰岩勘探工程为例，综合研究钻探施工中水文观测和抽水试验数据，浅析抽水试验参数及含水层富水性特征。 1 研究区概况 钱营孜煤矿东一采区位于煤矿东南部，东部边界发育DF200断层，最大落差达500m，是东翼推覆体灰岩形成的直接成因。本研究区推覆体灰岩之上被厚51.65～90.30m的第四系所覆盖，局部第四系底含为粘土夹砂砾，形成“天窗”；顶部灰岩风化强烈，裂隙发育，造成灰岩水和第四系底部砂层含水层有着密切的水力联系，对下部3煤层开采造成威胁。为解决推覆体灰岩构造的结构及空间分布、水文地质特征、与第四系松散层的连通性等问题，在推覆体倾向和走向上，钻探施工钻孔5个，对推覆体灰岩进行抽水试验。其工程布置图见图1。 2 抽水试验 2.1 稳定流抽水试验 稳定流抽水试验渗透系数和影响半径计算选用公式，水文地质参数见表1： 2.2 非稳定流抽水试验 单孔抽水试验完成后并同步观测恢复水位48h，以T1孔为主孔，其他孔观测孔，进行地面群孔非稳定流抽水试验，Q-S-T图见图2，参数计算方法采用lgs～lgt、s～lgt和s～lgr直线图解法及水位恢复法，现分述如下： 2.2.1 降深-时间（lgs～lgt）配线法 用同一观测孔不同时间的时间降深资料，作s～t双对数关系曲线与模数相同的泰斯曲线W（u）～1/u配合，取得配合点，求出T和μ，按下式计算： 式中：[W（u）]、[1/u]、[s]、[t]为配合点座标。 附录 A （资料性附录） 涌（突）水危险性评价 A.1 顶板涌（突）水危险性评价的“三图双预测法” A.1.1 三图双预测法 “三图双预测法”是一种解决矿井顶板充水水源、通道和强度三大关键技术问题的顶板涌（突）水预测评价方法。“三图”是指矿层顶板冒裂安全性分区图、顶板充水含水层富水性分区图和顶板涌（突）水条件综合分区图；“双预测”是指在天然和人为改造状态下的回采工作面分段和整体工程涌水量预测。 A.1.2 顶板冒裂安全性分区图 顶板冒裂安全性分区图是指矿层回采过程中诱发的顶板导水裂缝带加保护层总高度与矿层至含水层之间覆岩厚度之差图，它是矿层回采过程中顶板突水灾害发生的前提。顶板导水裂缝带发育总高度受控因素多，具有非常复杂的非线性特征，除了受控于矿层覆岩岩性组合、塑与脆性岩沉积厚度比值和其沉积位置、倾角和构造条件以及原岩地应力分布等自然影响因素外，开采工艺、采高和工作面斜长以及具体的顶板管理方式等人为影响因素也同等重要地控制其发育总高度。导水裂缝带发育总高度一般可采用经验统计公式和数值模拟计算评价以及现场实测等方法确定。 A.1.3 充水含水层富水性分区图 充水含水层富水性分区图可通过影响控制含水层富水程度的厚度和岩性、地质构造、渗透特性、单位涌水量、钻孔岩芯描述和采取率、冲洗液消耗量、抽（放）水试验和井下涌（突）水形成的地下水流场分析、地下水水化学场和地球物理勘探场分析等资料，根据多源信息复合原理，应用叠加功能编制形成。 A.1.4 顶板涌（突）水条件综合分区图 顶板涌（突）水条件综合分区图是应用GIS的多源信息复合叠加功能，将前述的矿层顶板冒裂安全性分区图与顶板充水含水层富水性分区图复合叠加处理后编制而成。 A.1.5 天然和人为改造状态下的回采工作面分段和整体工程涌水量预测 天然和人为改造状态下的回采工作面分段和整体工程涌水量预测是根据研究矿井具体的充水水文地质物理概念模型，建立地下水流系统的三维数值模拟模型，在反演识别基础上，根据回采工作面周期来压步骤，分别预测在天然和人为改造两种不同状态下的回采工作面分段和整体工程涌水量。 A.2 底板涌（突）水危险性评价的“脆弱性指数法” A.2.1 根据对矿井充水水文地质条件分析，建立煤层底板突水的水文地质物理概念模型。 A.2.2 确定煤层底板突水主控因素。 A.2.3 采集收集各突水主控因素基础数据，并进行归一化无量纲分析和处理。 吉林大学精品课>>专门水文地质学>>教材>>水文与水资源工程教学实习指导 欧阳家百（2021.03.07） §8.2综合水文地质图的编制 8.2.1目的及任务 1:5万综合水文地质图是水文地质勘察工作的主要成果之一，是普查、勘探试验、长期观测等野外资料的综合反映。编制综合水文地质图的目的是全面、系统、清晰地反映工作地区的水文地质规律，阐明地区地下水类型及其埋藏条件，反映地下水形成特点以及含水岩组的富水性、岩性时代、水质、水量变化规律，地下水资源分布，并提出水资源开发和保护措施，圈定地下水开发远景地区，为今后的水文地质调查和地下水资源的开发提供水文地质资料。 8.2.2要求 要充分、客观地反映实际情况，并力争具有科学性、地区性、综合性、实用性、艺术性。为提高编图精度，要求综合水文 地质图在野外工作阶段及时确定含水岩组的分布界线及各类水点的位置和富水性界线等。 8.2.3内容及原则 主要内容包括： (1) 主图(1:2.5万或1:5万平面图，并附图例)。 (2) 剖面图。 (3) 辅助图件。 (4) 说明书。 主图反映多种水文地质因素，并有重点地突出含水岩组的富水程度。基本原则是，立足于地下水资源的分布规律，考虑水资源的综合评价，突出地下水资源远景区，兼顾一般水文地质条件。潜水与承压水，松散岩层和基岩的含水岩组皆表现在一张图上。若下伏有主要含水岩组则以隐伏型加以表示，并有一定数量的代表性控制水点，以便尽可能反映较具体的水文地质条件。 主图的主要水文地质内容 (1) 含水岩组的分布。一般是数个含水岩层的集合体，且常处在不同的层位，因而要求以地质时代确定含水岩组的垂向顺序。 (2) 含水岩组的富水程度。由于比例尺和研究程度所限，除以水点资料圈定外，少数地区也可以依据类比法确定岩组相对富水性的强弱。研究程度较高，含水层富水性变化则应以井(孔)涌水量的大小圈定，其富水程度的指标数则在图例中标明。 煤矿水害含水层富水性定量评价方法的研究与应用 摘要： 本文阐述了含水层富水性定量评价在煤矿防治水中的重要性和传统评价方法缺陷的水文机理，推出可解决含水层非均一性和单孔钻探偶然性问题的评价计算方法，并以一个矿区水文地质补勘为例，介绍了有效获取定量评价所需水文资料的现场勘测方法。 在华北地区，石炭、二迭系薄层灰岩及砂岩常构成开采煤层的顶板或底板充水含水层，当层间距较小时，厚层奥灰则构成开采煤层的底板突水威胁含水层，对这些水害含水层富水性的定量评价是十分必要的，它关系到矿井水文地质类型的复杂程度，矿井（含基建井筒）排水能力和抗灾备用排水能力的设计，疏排水措施的经济评价，水害防治基本方法，甚至煤层开采方法的选择与确定。因此，对富水性定量评价合理方法的研究具有重要的现实意义。合理方法需建立在合理的水理分析基础上。 1. 传统方法的缺陷 在传统勘探中通常用“钻孔单位涌水量”来定量评价含水层的富水性，但这是含水层富水性的一种定性评价方法，而不是定量评价手段。 砂岩和灰岩是非孔隙型的裂隙类含水层，裂隙含水层既存在块段的不均一性（分富水区和非富水区），又存在微观的不均一性（有大裂隙和小裂隙）。钻探是点式勘探，因此存在偶然性。一个钻孔打到的可能是大裂隙，也可能是小裂隙或无裂隙，这完全是偶然的（设想一下，如果钻孔截面积有工作面大，那么就没有这种偶然性了）。同一地点不同钻孔的水文探测结果常很不同，揭露大含水裂隙的钻孔，抽水量大，钻孔水位降小，单位涌水量就大，揭露小者水量小而降深大，则单位涌水量小。这种揭露小裂隙出现的现象称为瓶颈效应。单个钻孔所揭露裂隙与含水层裂隙系统的关系，好比一个测点附加电阻与电阻网的关系，虽是同一个电阻网，但附加电阻不同，测点的电压和电流量就不同。瓶颈效应的机理可用图式说明。图b 中A 代表概化的含水层，即一含水裂隙系统，b 为连通抽水孔C 与含水层A 的裂隙。裂隙b 渗流阻力为ρ，水头降Q s b ρ=?。含水层水头降为s A ，含水层单位涌水量为q A 。传统方法计算出的C 孔单位涌水量为q ，则有 A A A b q s Q Q s s Q s Q q 11 +=+=+?== ρρ 布含水层厚度的确定 一、松散含水层厚度 第四系含水层的含水性比较均匀，其厚度根据地下水位、钻孔所揭露的松散岩层的颗粒组成以及岩性结构等，直接按钻孔揭露情况的编录资料来确定。 二、基岩含水层厚度 含水不均匀的基岩裂隙和岩溶含水层，其厚度的确定，一般是根据钻孔揭露的岩层裂隙、岩溶发育情况。钻孔需易水文地质观测和物探资料，以及必要时依据水文地质分层试验等资科结合成因和分布规律等，经综合分析研究确定。 （1）用简易水文地质观测、电测井及岩心水文地质编录资料，进行综合整理。按勘探剖面编制简易水文地质、电测井成果综合对比图。图中要包括以下内容： 各钻孔揭露的地层、岩性及换层深度或标高； 岩心采取率、冲洗液消耗量、岩石质量指标（即SQD指标）及电测井成果曲线； 岩心的线裂隙率、级岩溶率和较大溶洞的起止深度或标高； 钻孔水位观测成果曲线和水位发生突变、涌水、漏水段的起止深度或标高等。 综合研究分析上述成果，编制裂隙或岩溶含水层的富水性分带图，在此基础上确定裂隙或岩溶含水层的强、弱含水带的厚度。 （2）按裂隙或溶洞发育程度确定，一般采用如下指标衡量： 直线裂隙率小于3%的闭合状裂隙带，或虽然裂隙率大于3%但裂隙已被其它矿物如方解石、石英脉等所充填的裂隙带，均可视为相对隔水层。裂隙率大于3%以上的张性裂隙带，则可视为裂隙含水层。 溶洞发育程度，可采用岩溶率或岩溶能见率两个指标来衡量： 可用作图法编制矿区范围内岩溶率随深度的变化曲线或用反映溶洞发育与各种因索关系的溶洞投影图。从图上确定出岩溶率高、能见率也高的岩段为强含水带，次高岩段为弱含水带。 （3）进行过钻孔简易分段注（压）水试验的矿区，可用下列指标划分含水带： 单位吸水率q＞0.001L/s.m为含水带；q＜0.001L/s.m时可认为是相对隔水层。 （4）根据上述资料，结合研究矿区的风化裂隙、构造裂隙或破碎带、岩溶发育的基本规律，可以划分出比较可靠的含水层厚度。对于各钻孔含水带厚度变化很大，又难于形成统一含水层的情况，可很据各钻孔强弱含水带所控制的面积，取其面积加权平均值，分别定出强、弱含水层的厚度。 关于含水层富水性单位涌水量定量评价方法存在的实际问题及 改进技术途径的讨论 摘要：传统被广泛应用的抽水钻孔单位涌水量为一些文献和规程确定为含水层富水性定量评价的依据（标准），但在裂隙、溶隙含水层的实际应用中存在明显的不准确性问题，往往造成勘探工程的浪费，并贻误防治水等工程。本文阐述了这一严重缺陷存在的机理，并给出了解决此问题的技术途径。 1.单位涌水量方法存在的实际问题 有些文献和规程，如《煤矿防治水规定》，将单位涌水量，即含水层抽水钻孔涌水量与水位降深的比值作为含水层富水性评价的依据（标准），这种传统被普遍应用的单孔单位涌水量的定量评价方法在裂隙和溶隙含水层的实际应用的效果上存在很大的问题，主要问题是缺少准确性。 例如，某一煤矿井筒在施工中对将要揭露的下伏溶隙含水层打了7个钻孔，钻孔涌水量由零至数拾每小时立方，7个钻孔之间单位涌水量的差别在数倍，数拾倍至百倍以上。 单位涌水量定量评价含水层富水性无准确性的害处是：1）造成勘探工程的浪费；2）含水层富水性的错误信息会贻误供水工程，特别是防治水工程。 2.问题存在的机理分析 出现这种定量评价不准确的原因有二：1）含水层的不均一性，裂隙、溶隙地层含水系统由纵横交错大小不一的含水裂隙构成；2）一孔之见的偶然性，抽水钻孔口径小，相当于一个点，是打到大裂隙 或是打到小裂隙纯属偶然（设想一下，如果钻孔截面积有足球场那么大，就没有这种明显的偶然性了）。 问题存在的机理可用数学式表示。 设钻孔打到微含水裂隙，则抽水水量Q 很小，如1m 3/h ，而钻孔水位下降S 很大，如100m ，但实际含水层含水裂隙系统的水位下降甚微（若打一个观测孔的话），如仅1cm ，100m 和1cm 之间为10000倍关系。这是由于揭露微裂隙钻孔与含水层含水裂隙系统之间存在瓶颈效应，有一个附加阻力R ，R 是大是小完全是偶然的（见图）。 ① — 大裂隙 ② — 小裂隙 ③ — 微裂隙 ④ — 无裂隙 图 裂隙（溶隙）含水层瓶颈效应机理图 图b 中A 代表概化的含水层，即一含水裂隙系统，b 为连通抽水孔C 与含水层A 的裂隙。裂隙b 渗流阻力为ρ，水头降Q s b ρ=Δ。含水层水头降为s A 。含水层单位涌水量为q A 。传统方法计算出的C 孔单位涌水量为q ，则有 A A A b q 1ρ1s Q ρQ s s ΔQ s Q q +=+=+== 钻孔所揭露裂隙的渗流阻力ρ是随机的，上式当ρ→0（大裂隙）时，q→q A ，当ρ很大（微裂隙）时q →0。这就是说，传统方法计算A 含 水 层 抽水孔 裂隙 b C ① ② ③ ④ 抽水孔 图a 图b 布含水层厚度得确定 一、松散含水层厚度 第四系含水层得含水性比较均匀,其厚度根据地下水位、钻孔所揭露得松散岩层得颗粒组成以及岩性结构等,直接按钻孔揭露情况得编录资料来确定。 二、基岩含水层厚度 含水不均匀得基岩裂隙与岩溶含水层,其厚度得确定,一般就是根据钻孔揭露得岩层裂隙、岩溶发育情况、钻孔需易水文地质观测与物探资料,以及必要时依据水文地质分层试验等资科结合成因与分布规律等,经综合分析研究确定。 (1)用简易水文地质观测、电测井及岩心水文地质编录资料,进行综合整理、按勘探剖面编制简易水文地质、电测井成果综合对比图。图中要包括以下内容: 各钻孔揭露得地层、岩性及换层深度或标高; 岩心采取率、冲洗液消耗量、岩石质量指标(即ＳＱD指标)及电测井成果曲线; 岩心得线裂隙率、级岩溶率与较大溶洞得起止深度或标高; 钻孔水位观测成果曲线与水位发生突变、涌水、漏水段得起止深度或标高等。 综合研究分析上述成果,编制裂隙或岩溶含水层得富水性分带图,在此基础上确定裂隙或岩溶含水层得强、弱含水带得厚度。 (２)按裂隙或溶洞发育程度确定,一般采用如下指标衡量: 直线裂隙率小于3%得闭合状裂隙带,或虽然裂隙率大于3%但裂隙已被其它矿物如方解石、石英脉等所充填得裂隙带,均可视为相对隔水层、裂隙率大于3％以上得张性裂隙带,则可视为裂隙含水层。 溶洞发育程度,可采用岩溶率或岩溶能见率两个指标来衡量: 可用作图法编制矿区范围内岩溶率随深度得变化曲线或用反映溶洞发育与各种因索关系得溶洞投影图。从图上确定出岩溶率高、能见率也高得岩段为强含水带,次高岩段为弱含水带。 (3)进行过钻孔简易分段注(压)水试验得矿区,可用下列指标划分含水带: 单位吸水率q〉0、０01L/s。m为含水带;ｑ〈0.001Ｌ/s.ｍ时可认为就是相对隔水层。 (4)根据上述资料,结合研究矿区得风化裂隙、构造裂隙或破碎带、岩溶发育得基本规律,可以划分出比较可靠得含水层厚度、对于各钻孔含水带厚度变化很大,又难于形成统一含水层得情况,可很据各钻孔强弱含水带所控制得面积,取其面积加权平均值,分别定出强、弱含水 矿区含水层破坏程度评价 在环境保护与资源开发都日益紧急的情况下，对矿山地质环境保护与治理分区设计有利于在保护环境的基础上进行资源开发。而矿山地质环境这块，含水层破坏程度的评价，对矿山地质环境保护与治理分区起到至关重要的作用。文章在各种资料及现场调研的基础上，同时对广达矿矿山对周边地质环境的含水层破坏进行了现状评估。对广达矿矿山地质环境的治理分区具有重要的参考价值。 标签：广达矿；含水层；现状评估 1 概述 随着煤矿业的快速发展，在为经济社会发展提供重要物质保障的同时，累积了大量的地质环境问题。在长期的煤矿资源开发利用过程中，以浪费资源和破坏环境为代价，矿山生态破坏和环境污染等问题日益严重，成为制约我国经济发展的重要因素[1]。当今人类面临着严重的水资源问题，地下水作为一种重要的水资源，在世界上许多国家己经成为了人民生产生活用水的主要来源，世界范围内约有1/3的人口使用地下水作为饮用水[2]。近年来煤矿开采对地下水造成严重影响，直接对人类造成危害，研究煤矿开采对含水层的破坏意义重大[3]。煤炭开采对浅表含水层的破坏主要形式有：以防治矿井水害为目的进行的人为疏干排水；采动形成的导水裂隙对上部含水层的自然疏干；由于采动形成的地表沉陷和裂缝，对地下水原始径流的破坏[4]。 2 研究区概况 平顶山市广达煤业有限公司（以下简称广达公司）属平顶山市卫东区集体企业，位于平顶山市程平路以北，平顶山-郏县公路以西，魏寨村西北约1500m处，南距平顶山至许昌公路约1.5公里，距北环路北200m，西与洛宝路相连，东距大乌路200m，有碎石公路通往矿区，交通便利。矿井井田位于平煤十矿井田范围内，广达公司四周及深部均为平煤十矿井田范围。该矿行政区划属河南省平顶山市卫东区东高皇乡管辖。原广达煤矿为立井单水平下山开拓，开采水平标高-36m，开采煤层为五2煤（丁5-6），主井、风井井筒落底五2煤层底板5m处，技改后主采四1（戊11）煤层。 3 含水层破坏现状分析 含水层破坏现状分析主要基于现阶段矿区井巷开拓数据、本次地下水现状调查、矿方提供的地下水观测资料及基础水文地质数据进行。分析内容主要有含水层结构破坏、水位下降等方面。 3.1 垮落带和导水裂隙带高度计算 覆岩移动变形对含水层的影响主要受垮落带、导水裂隙带控制，根据《建筑 含水层、隔水层与水文地质单元 一、含水层与隔水层 (一)含水层与隔水层的基本概念 地壳浅表部的岩石，大都呈层状分布，所有的松散岩层和固结的沉积岩都基本如此，部分变质岩和岩浆岩也属此种情况。松散岩层中，同一岩性单元其孔隙分布均匀、彼此连通；固结的坚硬岩层，如果发育的裂隙或溶隙在整层说来，密集和均匀的程度比较一致，连通性也好，宏观地看上述岩层整体上具有透水性，因此，它们首先是透水层，能够接受水的渗入；然而，岩层的透水性强弱也是不同的，例如，松散的透水层的下部为透水性极弱的另一岩性单元或者坚硬岩石的深部裂隙较上部十分微弱。于是，渗入上部岩层的水在下部受到阻止而在上部透水层中聚集起来，形成一定厚度，并出现地下水面，水面下岩石空隙被水饱和，这部分透水层即可成为含水层；另一方面，作为含水层，其所赋存的水量在生产上要有一定意义，所以含水层的确切定义应该是位于地下水面以下，能够透过和给出相当数量地下水的岩层。而厢水层则是不能透过和给出水，或透过和给出的水量甚少，对实际目的意义不大的岩层。在理解含水层和隔水层基本概念时，首先应明确它们的区分不在于含不含水，而在于水的存在形式。帖土层虽然含水但几乎都是结合水，不受重力支配，常温常压下不能透水，因而是隔水层；空隙大的岩层中，主要是重力水，故为含水层。其次，在划分含水层与隔水层时，要注意其相对性和用于实际目的的针对性，以供水为例，对能够给出和透过十分有限水量的岩层，若在水源充沛、需水量很大的地区，可不划归含水层，但是，如果该岩层是在水源极其区乏、需水量不大的地区，就可以列入含水层，可资利用。再例如，粗砂层中的泥质粉砂夹层，显然可视为隔水层，但如果泥质粉砂是夹在粘土层中，就可将其视为含水层，这就是含水层与隔水层划分的相对性。僵化地规定出绝对的定量界限井据此加以划分，则往往脱离实际，不利于生产。是不可取的。最后，还应考虑到，实际工作中由于某些条件的改变，隔水层向含水层的转化，如通常情况下，粘土层为隔水层，但在较大水头差的条件下，部分结合水也要发生运动，从而可以透过和给出水量，故应视为含水层或透水层了，对这种兼具隔水、含水性能在条件变化时又能转化的岩层，可称作半含水层或半隔水层。岩层透水性在不同方向上存在明显的差异，这就是所谓透水性的各向异性。如果透水性在同一方向基本是相同的，则称该岩层为均质岩层，严格说这实际上是不存在的，只能为计算方便概化为均质岩层。否则称为非均质岩层。对于均质岩层、 《水资源分析与评价》 课程设计 设计题目：平原区地下水资源评价 学院 : 专业班级 : 学号 : 姓名 : 设计时间 : 目录 前言 (2) 第一章自然地理及地质 (2) 第一节自然地理 (2) 第二节地质条件概况 (4) 第二章水文地质条件 (6) 第一节地下水类型及其特征 (6) 第二节地下水的补给、径流和排泄 (7) 第三节地下水的动态特征 (8) 第三章地下水开发利用现状及存在的问题 (9) 第一节地下水开发利用现状 (9) 第二节地下水开发利用中存在的问题 (10) 第四章地下水资源评价 (10) 第一节地下水水量评价 (10) 第二节地下水水质评价 (16) 第五章结论与建议 (20) [前言]： 中文摘要：本课程设计对迁安市地下水资源量和地下水可开采量进行评价。得到地下水资源量为9193万m3/a，地下水开采量为7903万m3/a，超采量为1287万m3/a。针对评价情况对迁安市地下水资源的发展提出建议。 [关键字]：平原区地下水资源水均衡法评价 第一章自然地理及地质状况 第一节自然地理 一、交通位置 迁安市位于河北省唐山市东北部,地处“京津唐金三角”区内,属于低山丘陵区,地势总体自西北向东南倾斜,并以阶梯状自河谷平原区向四周逐级升高,地处海滦河流域,境内有河流16条,总长311km。 二、地形地貌 迁安市属于低山丘陵区，中不覆盖有较厚第四季沉积物的低洼地区为迁安盆地。为更好地与以往的工作成果进行对比，这次调查将迁安市划分为低山、丘陵和平原三个地貌区。 迁安市地市总体西北高、东南低，自西北向东南倾斜，并以阶梯状自中间平原区向四周分四级升高。迁安市总面积为1208km2。其中，低山区面积264km2，占总面积的21.9%；丘陵区面积409km2，占总面积的33.8%；平原区面积535 km2，占总 煤层顶板砂岩含水层富水性单因素分析 李新凤1，魏久传2，隋岩刚 3 （1．山东省煤田地质局物探测量队，山东泰安271021；2．山东科技大学地质科学与工程学院，山东青岛266510； 3．中国冶金地质总局山东正元地质勘查院，山东济南250014） 摘 要 该文运用岩性结构指数定量描述了煤层顶板的岩性及结构特征。采用单因素分析法，将岩性结构指数标准化，以0．2和0．7作为分区界限对1煤顶板砂岩含水层的富水性进行了分区。关键词 砂岩含水层 富水性 岩性结构指数 单因素分析 中图分类号TD745 文献标识码 A Single Factor Analysis on Sandstone Aquifer ’s water Abundance in the Coal Seam ’s Roof Li Xin －feng 1，Wei Jiu －chuan 2，Sui Yan －gang 3 （1．Geophysical Prospecting and Surveying Team ，Shandong Bureau of Coal Geological Exploration ，Taian Shandong ，271021，China ； 2．College of Geo Science and Eng．，SUST ，Qingdao ，Shandong 266510，China ； 3．Shandong Zhengyuan Geological Exploration Institute ，China Metallurgical Geology Bureau ，Jinan ，Shandong 250014，China ） Abstract The paper quantativly described the lithology and structure characteristics of the coal seam ’s roof with lithology structure index ．The paper standardised the lithology structure index and adopted single factor analysis to classify water abundance of sandstone aquifers in the No．1coal seams ’roof by 0．2and 0．7．Key words sandstone aquifer water abundance lithology structure index single factor analysis *收稿日期：2012－02－09 作者简介：李新凤（1986－），女，硕士研究生，毕业于山东科技大学，地质工程专业，现为山东省煤田地质局物探测量队职工。 济阳煤矿位于黄河北煤田济阳勘查区浅部，二采 区位于井田中北部，为矿井主要接续采区，其中1煤为主采煤层之一。煤层开采主要充水含水层为煤层顶板砂岩，在采区开拓和巷道掘进过程中发生多次突水事故，说明上组煤层顶板砂岩具有良好的富水性，对上组煤开采构成一定的威胁。本文采用单因素分析法对煤层顶板砂岩含水层的富水性进行了评价。预测、评价煤层顶板砂岩含水层的富水性，有助于制定合理的水害防治措施，保障采区的安全高效生产。1 研究范围 综合考虑二采区范围内开采煤层厚度、采深及采用的开采技术等因素，开采后的导水裂隙带高度内的砂岩含水层是主要含水层。1煤顶板导水裂隙带高度约为20m ，为了安全考虑，留20m 的保护层带，则1煤顶板的研究范围为40m 。在二采区，该范围内砂岩厚度变化于14．95 51．28m 之间，平均31．08m 。2 煤层顶板岩性及结构特征 砂岩含水层赋存于以砂泥岩组合而成的岩系中，砂 岩颗粒越粗、 砂岩层越厚，则富水性往往越好。砂岩厚度是影响地下水赋存的重要因素，厚度大可储水空间大，反之，厚度小则可储水空间小。砂岩和泥岩如果交互出现，则大大限制了砂岩含水层中构造裂隙的延展性和不同砂 岩含水层段之间的水力联系，对砂岩富水不利［5］ 。 考虑煤层顶板的岩性及结构特征对于富水性的影响，本文采用岩性结构指数来描述煤层顶板岩性及结构特征。岩性结构指数计算方法为：将中砂岩、细砂岩、灰岩、岩浆岩、断层破碎带等的厚度分别乘以一个等效系数，从而折算成粗砂岩的厚度，然后再乘以结构系数。结构系数是指由岩层砂泥组合结构所决定的系数。当岩层中砂岩总厚度大于80%时，结构系数为1；当砂岩总厚度大于55%，小于等于80%时，结构系数为0．8；当砂岩总厚度大于45%，小于等于55%时，结构系数为0．6；当砂岩总厚度大于20%，小于等于45%时，结构系数为0．4；当砂岩总厚度小于等于20%时，结构系数为0．2。 岩性结构指数计算公式如下： L =（a ?1+b ?0．8+c ?0．6+d ?0．6+e ?0．2+f ?1）?g （1） 式中：L －岩性结构指数； a 、 b 、 c 、 d 、 e 、 f －含水介质厚度，分别为粗砂岩、中砂岩、细砂岩、灰岩、岩浆岩、断层破碎带的厚度； g －结构系数。 根据采区及其邻近的17个钻孔的资料，利用式 8 2 12012年第5期 郑州市嵘昌煤业有限公司 底板主要含水层带压情况论证报告 编制单位：地测防治水科 编制人：刘红涛 审核人：刘国超 总工程师：孙聪伟 二〇一三年五月十一日 二1煤“带压开采”参数计算 一、概况 郑州市嵘昌煤业有限公司位于登封市东南大冶镇前柿杭村境内，行政区划属登封市大冶镇管辖，井田面积1.0032平方公里，南北走向长约0.95km，东西倾斜宽约1.4km，开采二1煤，矿井开采标高+280m~+105m米，煤层平均厚度2.7m。 矿井设计正常用水量60m3/h，最大用水量120m3/h，目前矿井实际正常用水量为30m3/h。我矿在主、副井底各布置内外水仓，水仓容量1150m3,主井选用MD155-30×7型离心水泵三台，配备防爆电机160KW;副井选用MD-46×6型离心水泵三台水泵，配备防爆电机130KW。正常涌水时，一台工作，一台备用，一台检修；最大涌水时，两台工作。排水管路选用φ156mm钢管两趟，经主井排到地面。正常涌水时，一趟工作，一趟备用；最大涌水时，两台泵分别工作于两趟排水管。满足《煤矿安全规程》的要求； （一）、地质构造 矿区总体构造形态为一走向东北，倾向北西，倾角4～16°的单斜构造，受区域构造影响，矿区发育滑动构造—芦店滑动构造（卢F1） （1）芦店滑动构造 滑动构造包括滑动基底、滑面和滑体三部分，总体特征为：1）滑动基底：由山西组下部、太原组、本溪组以及寒武系组成，总体构造形态为一走向NNE～SSW，倾向NW，倾角4～8° 的单斜构造。包括矿区边界在内，发育4条断层，断层走向为NE～SW；其中正断层1条，逆断层3条。 ①告F19：为矿区南部边界断层，正断层，走向60～75°延展长度1.5Km，倾向SE，倾角60°，落差10～15m。13201钻孔于71.10m穿见，上盘为C3tL2，下盘为C2b,控制严密。 ②告F4：为矿区北部边界，逆断层，走向NNE，延展长度2.1km，倾向NW，倾角50°，落差13.5～15.8m。13006钻孔于423.18m 穿见，上盘为C3tL1；下盘为C3tL1；13106孔于383.80m穿见，上盘为C3tL1，下盘为C3tL1；13402孔于309.17m穿见，上盘为C3tL1下盘为一5煤，控制较严密。 ③告F18:位于矿区北部，告F4之东南侧，逆断层，走向NE，延展长度1.1Km，倾向NW，倾角47°，落差4～12.5m。13102孔于237.35m穿见，上盘为C3tL8,下盘为C3tL8；13202孔于276.08m穿见，上盘为一1煤，下盘为C3tL2，控制严密。 ④告F18-1逆断层 位于矿区北部，告F18之分支，逆断层，走向NE，延展长度0.9Km，倾向NW，倾角50°，落差15m。13202孔于211.75m穿见，上盘为C3tL7,下盘为C3tL2,控制角严密。 2)滑面 在剖面上呈浅部向上翘起、中间向下凹的不规则弧状，滑面产状浅部倾角60°，深部逐渐变小、一般10～20°，深部和二1煤层产状基本一致；平面上略呈波状起伏的立体曲面，在向上 >>专门水文地质学>>教材>>水文与水资源工程教学实习指导 §8.2综合水文地质图的编制 8.2.1目的及任务 1:5万综合水文地质图是水文地质勘察工作的主要成果之一，是普查、勘探试验、长期观测等野外资料的综合反映。编制综合水文地质图的目的是全面、系统、清晰地反映工作地区的水文地质规律，阐明地区地下水类型及其埋藏条件，反映地下水形成特点以及含水岩组的富水性、岩性时代、水质、水量变化规律，地下水资源分布，并提出水资源开发和保护措施，圈定地下水开发远景地区，为今后的水文地质调查和地下水资源的开发提供水文地质资料。 8.2.2要求 要充分、客观地反映实际情况，并力争具有科学性、地区性、综合性、实用性、艺术性。为提高编图精度，要求综合水文地质图在野外工作阶段及时确定含水岩组的分布界线及各类水点的位置和富水性界线等。 8.2.3内容及原则 主要内容包括： (1) 主图(1:2.5万或1:5万平面图，并附图例)。 (2) 剖面图。 (3) 辅助图件。 (4) 说明书。 主图反映多种水文地质因素，并有重点地突出含水岩组的富水程度。基本原则是，立足于地下水资源的分布规律，考虑水资源的综合评价，突出地下水资源远景区，兼顾一般水文地质条件。潜水与承压水，松散岩层和基岩的含水岩组皆表现在一张图上。若下伏有主要含水岩组则以隐伏型加以表示，并有一定数量的代表性控制水点，以便尽可能反映较具体的水文地质条件。 主图的主要水文地质内容 (1) 含水岩组的分布。一般是数个含水岩层的集合体，且常处在不同的层位，因而要求以地质时代确定含水岩组的垂向顺序。 (2) 含水岩组的富水程度。由于比例尺和研究程度所限，除以水点资料圈定外，少数地区也可以依据类比法确定岩组相对富水性的强弱。研究程度较高，含水层富水性变化则应以井(孔)涌水量的大小圈定，其富水程度的指标数则在图例中标明。 (3) 反映含水层的顶底板的埋藏深度，潜水、浅层承压水或深层水水位埋深，各类双层含水层结构以及下伏含水层顶板埋深及富水性。 附 录 A （规范性附录） 含水层富水性分级 A.1 按钻孔单位涌水量进行富水性分级 按钻孔单位涌水量（q ），含水层富水性分为以下四级： a) 弱富水性：q ≤0.1 L/(s ?m)； b) 中等富水性：0.1L/(s ?m) 含水层厚度的确定 布含水层厚度的确定 一、松散含水层厚度 第四系含水层的含水性比较均匀，其厚度根据地下水位、钻孔所揭露的松散岩层的颗粒组成以及岩性结构等，直接按钻孔揭露情况的编录资料来确定。 二、基岩含水层厚度 含水不均匀的基岩裂隙和岩溶含水层，其厚度的确定，一般是根据钻孔揭露的岩层裂隙、岩溶发育情况。钻孔需易水文地质观测和物探资料，以及必要时依据水文地质分层试验等资科结合成因和分布规律等，经综合分析研究确定。 （1）用简易水文地质观测、电测井及岩心水文地质编录资料，进行综合整理。按勘探剖面编制简易水文地质、电测井成果综合对比图。图中要包括以下内容： 各钻孔揭露的地层、岩性及换层深度或标高； 岩心采取率、冲洗液消耗量、岩石质量指标（即SQD指标）及电测井成果曲线； 岩心的线裂隙率、级岩溶率和较大溶洞的起止深度或标高； 钻孔水位观测成果曲线和水位发生突变、涌水、漏水段的起止深度或标高等。 综合研究分析上述成果，编制裂隙或岩溶含水层的富水性分带图，在此基础上确定裂隙或岩溶含水层的强、弱含水带的厚度。 （2）按裂隙或溶洞发育程度确定，一般采用如下指标衡量： 直线裂隙率小于3%的闭合状裂隙带，或虽然裂隙率大于3%但裂隙已被其它矿物如方解石、石英脉等所充填的裂隙带，均可视为相对隔水层。裂隙率大于3%以上的张性裂隙带，则可视为裂隙含水层。 溶洞发育程度，可采用岩溶率或岩溶能见率两个指标来衡量： 可用作图法编制矿区范围内岩溶率随深度的变化曲线或用反映溶洞发育与各种因索关系的溶洞投影图。从图上确定出岩溶率高、能见率也高的岩段为强含水带，次高岩段为弱含水带。 （3）进行过钻孔简易分段注（压）水试验的矿区，可用下列指标划分含水带：含水层厚度的确定
含水层富水性的等级标准
浅析抽水试验参数计算及含水层富水性特征
涌(突)水危险性评价
含水岩组富水性等级划分之欧阳家百创编
煤矿水害含水层富水性定量评价方法的研究与应用
含水层厚度的确定
关于含水层富水性单位涌水量定量评价方法存在的实际问题及改进技术途径的讨论
含水层厚度的确定
矿区含水层破坏程度评价
含水层隔水层与水文地质单元
水资源分析与评价讲解
煤层顶板砂岩含水层富水性单因素分析
主要含水层带压情况论证报告
含水岩组富水性等级划分
含水层富水性分级
5.0L/(s ?m)。 评价含水层的富水性，钻孔单位涌水量以口径91mm ，抽水水位降深10m 为准，若口径、降深与上述不 符时，应进行换算再比较富水性。换算方法：先根据抽水时涌水量Ｑ和降深Ｓ的数据，用最小二乘法或图解法确定Ｑ=f(S)曲线，根据Q-S 曲线确定降深10m 时抽水孔的涌水量，再用公式B.1计算孔径为91mm 时的涌水量，最后除以10m 便是单位涌水量。 91 91孔孔孔91Lgr LgR Lgr LgR Q Q --= ............................... (B.1) 式中： 91Q ——孔径为91mm 的钻孔的涌水量，单位为立方米每天（m 3/d ）； 孔Q ——拟换算钻孔的涌水量, 单位为立方米每天（m 3/d ）； 孔R ——拟换算钻孔的抽水影响半径，单位为毫米（mm ）； 孔r ——孔径为91mm 的钻孔的抽水影响半径，91R 没有数据时可采用R 孔代替，单位为米（m ）； 91R ——孔径为91mm 的钻孔的抽水影响半径，91R 没有数据时可采用R 孔代替，单位为米（m ）； 91r ——孔径为91mm 的钻孔半径，单位为米（m ）。 A.2 按天然泉水流量富水性分级 按天然泉水流量含水层富水性划分以下四级： a) 弱富水性：Q ≤1.0L/s ； b) 中等富水性：1.0L/s
含水层厚度的确定